DE2406029A1

DE2406029A1 - Verfahren und vorrichtung zur verhinderung einer oxidation eines metallbandes waehrend der erwaermung

Info

Publication number: DE2406029A1
Application number: DE19742406029
Authority: DE
Inventors: William Ean Gildersleeve
Original assignee: Selas Corp of America
Current assignee: Selas Corp of America
Priority date: 1973-10-26
Filing date: 1974-02-08
Publication date: 1975-04-30
Also published as: FR2249170A1; FR2249170B1; DE2406029C3; BE810642A; GB1413944A; US3827854A; IT1005371B; AU6461474A; CA1002151A; ZA74351B; DE2406029B2

Description

PAT E NT AN WALT S BÜRO 4 DÜSSELDORF SCHUMANNSTR. 97

PATENTANWÄLTE: Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. W. FLORACK · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER

S'elas Corporation of America

Drefesher, Pennsylvania, USA 6. Februar 1974

Verfahren und Vorrichtung zur Verhinderung einer Oxidation eines Metallbands während der Erwärmung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verhinderung einer Oxidation eines Metallbands während der Erwärmung, und insbesondere die Regelung eines Banderwärmungsofens zur Verhinderung einer Beschädigung des Bands als Folge einer Überhitzung oder Oxidation.

Beim kontinuierlichen Erwärmen von Metallband zum Anlassen und Galvanisieren oder zu anderen Zwecke wird das Band durch eine Ofenkammer vor offenen Brennern gezogen. Wenn aus irgendeinem Grunde deas Band langsamer wird oder stehenbleibt, werden die Brenner gewöhnlieh schnell auf ein Minimum gedrosselt oder schnell ausgeschaltet, um eine Beschädigung des Bands durch Oxidation, Überehitzung oder dergleichen zu verhindern.

Gleichzeitig hat es sich als wünschenswert erwiesen, ein Kühlgas in nicht-oxidierender Ausführung in den Ofen einzuleiten, um die Temperatur des Bands zu senken, ebenso die der feuerfesten Auskleidung des Ofens, und zwar unter einen Wert, bei dem eine Schädigung des Bands erfolgt. Bei der Durchführung dieses Arbeitsschritte ist es ferner sehr erwünscht, daß ein übermäßiges Oxidieren der Bandoberfläche verhindert wird. Wenn das Band galvanisiert werden soll, muß möglicht im wesentlichen die gesamte Oxidation verhindert werden.

Aus der US-Patentschrift 3 396 951 ist eine Spüleinrichtung für ein Gasbrennstoffsystem für eine Wärmkammer für ein kontinuierliches Band be-

^Va/Ti 503818/0679 "²"

könnt, bei der ein Regelsystem vorgesehen ist, das auf eine Verringerung in der Beewegungsgeschwindigkeit des Bands anspricht, um die Brennstoffzufuhr sofort zu unterbinden und augenblicklich ein nicht oxidierendes Gas in die Heizkammer einzuleiten, im Bestreben, eine Oxidation der Bandoberflächen zu verhindern. Es ist jedoch festgestellt worden, daß bei vielen öfen das gleichzeitige Abschalten der Brenner und das Einleiten eines gekühlten Gases wie Stickstoff oder Brennstoffgas in die Heizkammer ein plötzliches Abkühlen der erhitzten Kammer bewirkt, und damit geht eine abrupte Verringerung des Kammerdrucks auf unter atmosphärischen Druck einher, was bewirkt, daß Luft von außen in die Kammer durch kleine nicht abdichtbare Öffnungen im Ofen eingesaugt wird, was zu einer Oxidation des Bands führen kann. Diese Bandoxidation bewirkt mitunter, besonders bei recht dünnwandigem Band, Abbrand am Band und ein Reißen des Metalls beim anschließenden Wiederanfahren.

Es ist häufig bei dem kontinuierlichen Erhitzen von Metallband üblich, dieses vertikal nach unten durch eine Ofenkammer mit offenen Brennern zu ziehen, und in diesem Falle gelangen die Verbrennungsprodukte von den Brennern in Kontakt mit den Oberflächen des Bands, und anschließend wird das Band durch eine lange waagrechte Behandlungskammer geleitet, die mit indirekten Heizrohren versehen ist. Die waagrechte Kammer enthält eine nicht oxidierende Atmosphäre wie beispielsweise Stickstoff. Wenn die Banderwärmung aus irgendeinem Grunde ausgeschaltet wird, ist es wichtig, eine entsprechende Schutzatmosphäre in dem waagrechten wärmebehandlungsabschnitt des Verfahrens aufrechtzuerhalten.

Demgemäß bewirkt jede plötzliche Druckminderung in der direkt befeuerten Partie des Ofens bei Vermittlung zu der angeschlossenen waagrechten Wärmebehandlungskammer sofort eine plötzliche Druckminderung auf unter aatmosphärischen Druck in der waagreehten Wärmebehandlungskammer, wodurch Luft von außen durch kleine nicht abdichtbare Öffnungen in der waagreehten Wärmebehandlungskammer eingesaugt werden und die Schutzatniosphäre verunreinigen, was zu einer Oxidation und zu einer Schädigung des Metalls führt. Das ist von besonderer Bedeutung, weil solche waagreehten Wärmebehandlungskammern häufig sehr lang sind, beispielsweise 15Om lang, und eine erhebliche Menge wertvollen Wärmebehandlungen unterzogenen Bands enthalten. Wenn solches Band durch Oxidation als FoI-

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ge einer Verunreinigung der Schutzatmosphäre "beschädigt wird, entstehen erhebliche Produktionsverluste. Darüber hinaus muß die Kammer von allem Sauerstoff freigespült werden, ehe die Produktion wiederaufgenommen werden kann.

Es ist erforderlich, dann, wenn der laufende Streifen zum Stehnen kommt, die Kammer des Vertikalofens abzukühlen, so daß das Band in diesem Ab-_ schnitt nicht in einem solchen Maße oxidiert, daß ein erheblicher Verlust im Querschnitt auftritt oder daß die Festigkeit beeinträchtigt wird, weil das Band zu heiß wird. Das anfängliche Kühlen bei verzögerung dee Bands bis zum Stillstand wird durch ein nicht oxidierendes Kühlmedium in der unteren Partie des Ofens erbracht. Die oberen Partien werden mit Luft gekühlt, einem oxidierenden Medium.

Entsprechend ist es besonders wichtig, eine plötzliche Druckverminderung in der direkt befeuerten Partie des Ofens zu vermeiden, ferner auch in anderen Partien der Produktionsstraße, in der das Band erhitzt wird;

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein geregeltes System für einen Bandheizofen zu schaffen, das wirkungsvoll arbeitet, um eine Schädigung des Bands zu verhindern, falls das Band aus irgendeinem Grunde einmal überhitzt werden sollte.

Veiter bezweckt die Erfindung die Regelung der Temperatur und der Atmosphäre eines Bandheizofens, derart, daß das Band zu allen Zeiten richtig erhitzt wird und hell Zustand gehalten wird, außer während eines kurzen Abschnitts bei einem Stillstand der Straße.

Moderne Banderhietzungsöfen ermöglichen ein schnelles Erhitzen des Bands auf eine Solltemperatur. Eine Schwierigkeit, die auftritt, wenn das Band auf eine geringste Laufgeschwindigkeit verlangsamt wird oder angehalten wird, ist eines der Probleme. Die Ofentemperatur muß schnell gesenkt werden, um ein Durchbrennen des Bands zu verhindern, oder es muß eine Erhitzung auf ein solches Maß erfolgen, daß das Band auf Grund seines Eigengewichts bricht oder reißt oder bricht, wenn es die Spannungen des Anfahrvorgangs erfährt. Darüber hinaus muß die Atmosphäre des Ofens

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geregelt werden, so daß eine übermäßige Oxidation nicht vonstattengeht.

Der Erfindung liegt demgemäß weiter die Aufgabe zugrunde, ein automatisches Stillsetzsystem für eine Bandheizstraße zu schaffen, das automatisch die Menge an Wärme verringert, die einem Band zugeführt wird, das der Gefahr einer Überhitzung unterliegt, das das Einleiten oxidierender Substanzen verhindert, die für das Band schädlich sein können, das einen Überdruck in dem Behandlungsbereich während der gesamten Stillstandszeit aufrechterhält und sicher den plötzlichen Druckabfall beseitigt, der normalerweise mit dem Abkühlen des Bands und des Bereichs in dem direkt beheizten Abschnitt deer Ofenkammer einhergeht, und das sicher einen Überdruck aufrechterhält, um das Eindringen von Luft in irgendeinen Bereich/verhindern, wo sie die Oberflächen des Bands be-/zu schädigen kann.

Dazu ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Verhinderung einer Oxidation eines Metallbands beim Stillsetzen einer Ofenkammer mit mehreren Brennern vorgesehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Brennstoffzufuhr zu den Brennern von der normalen Zufuhrrate auf eine niedrige Brennstoffzufuhrrate verringert wird, die wesentlich niedriger als die normale Rate ist, jedoch erheblich über Null liegt, daß die niedrige Brennstoffzufuhrrate eine Zeitlang im wesentlichen konstant gehalten wird, daß in die Kammer ein Schutzgas eingeleitet wird, das in bezug auf das Metallband nicht oxidierend ist, daß die Zufuhr von Schutzgas aufrechterhalten wird und daß einhergehend damit der Brennstoff auf der niedrigen Brennstoffzufuhrrate gehalten wird, beides eine bestimmte Zeitlang, und daß danach die Brennstoffzufuhr unterbrochen wird.

Die Erfindung sieht ferner eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Metallband vor, die gekennzeichnet ist durch einen Ofen mit einer Kammer, die mehrere Brenner enthält, zu denen die Brennstoffzufuhr ventilgeregelt ist, Mittel zum Führen des Metallbands durch den Ofen und Mittel zum Einleiten eines Schutzgases in die Ofenkammer, eine automatische Sequenzregelung mit einer Dreheinrichtung zur Betätigung des Brennstoffzufuhr-Regelventils zur Verringerung der Brennstoffzufuhrrate zu den Brennern, eine Zeitverzögerungseinrichtung und Kittel zum Einleiten des Schutzgases

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in die Ofenkammer nach einer bestimmten Zeitverzögerung in Erwiderung auf die Zeitverzögerungseinrichtung.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:

I\ig. 1 eine schematische Darstellung, in der ein Teil eines Bandheizöfens und einer angeschlossenen waagrechten Wärmebehandlungskamraer gezeigt ist,

I"ig. 2 eine schematische Darstellung, die die Anordnung der automatischen Regelung zeigt, welche ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung bildet, und

lig. 3 ein elektrisches Schaltbild, das die Zeitfolge der Arbeitsgänge nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Gemäß S¹Xg. 1 wandert das Band 1 über Leitwalzen 2 und 3 nach unten in einer vertiakalen Band durch den Ofen 4· Der Ofen kann in einer Ausführung vorgesehen sein, wie sie beispielsweise aus der US-Patentschrift 2 869 846 oder aus der TJS-Patentschrift 3 320 085 bekannt ist. Er ist mit strahlenden becherförmigen Brennern 5 bestückt, die auf das Band zeigen und direkt in die Ofenkammer feuern. Verbrennungsprodukte steigen in der Kammer und entweichen durch Schächte 6 oben am Ofen und werden zum Rauchabzug 6¹ geleitet.

Der Ofen, durch den das Band läuft, wird auf· einer geringsten kritischen Temperatur gehalten, und das Brennstoff-Luft-Verhältnis wird so geregelt, daß der erforderliche reduzierende Charakter der Gase (Verbrennungsprodukte) erzeugt wird, um für ein ordnungsgemäßes Erwärmen und für ein abschließendes Bandverarbeiten zu sorgen. Das Brennstoff-Luft-Verhältnis des Ofens wird so geregelt, daß ein geringer Brennstoffüberschuß zugeführt wird, so daß kein freier Sauerstoff in der Ofenatmosphäre vorhanden ist und so daß zwischen 3 und- &f° Brennstoffe in der Form von Kohlenstoff monoxid und Wasserstoff vorhanden sind.

Wenn das Band den Öfen verläßt, hat es eine saubere Oberfläche, die sich für die Erzeugung einer anhaftenden Schicht eignet, die geschützt werden

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muß. Zu diesem Zweck wandert das Band nach Austritt aus dem Ofen durch eine Engstelle 7, um eine Unterwalze 10 und in eine waagrechte Behandlungskammer 9» die mit einer Schutzatmosphäre gefüllt ist, welche neutral oder reduzierend sein kann. Das Austrittsende 23 dieser waagrechten Behandlungskammer 9 liegt unter dem Spiegel des geschmolzenen Zinks 11 im Tiegel 12. Geeignete Leitwalzen 13 sind vorgesehen, um das Band durch die waagrechte Behandlungskammer 9 zu führen. Die waagrechte Behandlungskammer 9 ist vorzugsweise isoliert und kann herkömmliche Vorkehrungen haben, um eine Erwärmung oder/und Kühlung zu bewirken, so daß das durch sie durchlaufende Band auf die gewünschte Beschichtungstemperatur gebracht wird. Andere Metalle als Zink, beispielsweise Aluminium, können im Tiegel 12 verwendet werden.

Das Band kann in der waagrechten Behandlungskammer 9 erwärmt werden, in der Strahlungsröhren 14 verwendet werden. Ein Schutzgas wie Stickstoff oder ein Gemisch aus Stickstoff mit einem kleinen Anteil Wasserstoff wird gewöhnlich in die Kammer 9 eingeführt, vorzugsweise an verschiedenen Stellen, die in der Zeichnung mit HKK bezeichnet sind.

15 bezeichnet eine Temperaturmeßvorrichtung, zweckmäßigerweise in einer Ausführung als optisches Pyrometer, das so angeordnet ist, daß es kontinuierlich die Temperatur des Bands 1 mißt, während es um die XTnterwalze 10 läuft. Sein Signal wird elektrisch zum Einleiten wichtiger IOlgeschritte verwendet, was im einzelnen noch im Zusammenhang mit Pig. 2 und 3 beschrieben wird.

Die Ofenkammer ist bei 16 leicht geöffnet, um einen Eingangsschlitz für das Band 1 zu bilden. Luftstäbe 20 sind über und zu beiden Seiten der Öffnung 16 vorgesehen. Jeder Luftstab 20 ist ein langgestrecktes Rohr und hat eine Vielzahl im Abstand angeordneter Luftdüsen, die schräg nach unten in den Eingangsschlitz 16 gerichtet sind, derart, daß ein Strömen von Gasen nach oben aus der Ofenkammer aus der Öffnung 16 heraus zu unterbinden.

21 bezeichnet einen Dämpfer im Schacht 6, der normalerweise die Ofenkammerdrücke regelt und durch einen Dämpferantrieb geöffnet und geschlossen wird, gewöhnlich in der Form eines Zylinders 22. Der Dämpfer 21 ist mit-

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tig im Schacht 6 gelagert und schwingt einstellbar um seinen Schaft 6a, um damit die Ofenkammerdrücke zu regeln. Er wird durch den Druckluftzylinder 22 geöffnet und geschlossen, der den Lchaft 6a durch eine mechanische Kopplung in Betrieb setzt. Der Dämpfer 21 erhöht den Ofengegendruck, wenn er geschlossen ist. Er ist jedoch nicht in der Lage, eine vollkommene Abdichtung im geschlossenen Zustand zu bilden, da ein Leckraum um den gesamten Sand des Dämpfers herum vorhanden ist, um die Möglichkeit einer Ausdehnung zu geben.

Es gibt viele Möglichkeiten, daß Luft in den Ofen 4 oder in die waagrechte Behandlungskammer 9 in Erwiderung auf eine plötzliche Verringerung im Ofenkammerdruck einströmt. Typische Leckstellen sind die Ofenwalzenwellen (13)» die sich durch die Kammer 9 erstrecken, Zugangstüren, Verschraubtüren, verschraubte und verspannte Verbindungen, die Tülle 23, die in Kontakt mit geschmolzenem Zinak korrodiert, und Licht- und Schauöffnungen.

Bei bekannten Vorrichtungen ist als wünschenswert vorgesehen, wenn das Band zum Stehen kommt, die Zufuhr von Brennstoff und Luft zu den Brennern des direkte befeuerten Vertikalofens zu unterbrechen und gleichzeitig ein kaltes neutrales Gas wie Stickstoff einzuleiten, um das Metall des Bands vor tjberhietzung und Oxidation zu schützen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß eine solches Vorgehen in bestimmten Fällen zu einer plötzlichen Verringerung des Ofenkammerdrucks führt, was dazu führt, daß Luft heftig in die Ofenkammer gesaugt wird, um zu einem Oxidieren des Bands zu führen. Ferner vermittelt sich eine solche plötzliche Verringerung des Ofenkammerdrucks durch den Schlitz 7 auf die waagrechte Kammer 9, die eine Schutzatmosphäre aufrechterhalten soll, in die jedoch Luft von außen eindringt, und zwar durch die Leckstellen, die vorstehend erwähnt worden sind.

Erfindungsgemäß werden das Timing und die Rate der Einleitung des Kühlgases und des Brennstoffs und der Luft zu den Brennern sorgefältig geregelt, um einen Überdruck in der Ofenkammer während des gesamten Stillstands aufrechtzuerhalten. Das wird im Prinzip dadurch erreicht, daß eine gleichzeitige Einführung von Kühlgas und Absperrung des Brennstoffs und der Luft zu den Brennern vermieden wird. Vorzugsweise wird das Kühlgas nur allmählich eingeführt, mit einer allmählichen Erhöhung der Ein-

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führrate, und der Strom an Brennstoff und Luft wird allmählich auf eine bestimmte niedrige Rate verringert, die eine bestimmte Zeitlang konstant gehalten wird. Nachdem der Kühlkgasfluß eine stetige Rate erreicht hat und mit eine· solchen Raete eine bestimmte Zeitlang beibehalten worden ist, wird der Strom an Brennstoff und Luft unterbrochen.

Ein solches Vorgehen sorgt für die Aufrechterhaltung eines Überdrucks in der Of£enkammer,und in der waagrechten Behandlungskammer 9 auch - ein Faktor von erheblicher Bedeutung, weil eine sehr erhebliche Länge fertigen Bands in der Kammer 9 bleibt und beschädigt werden würde, wenn Luft in die Kammer 9 eindringen würde.

Wie aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, in denen eine bevorzugte Art gezeigt ist, wie die Erfindung durchgeführt werden kann, ist ein Relais in die Schaltung der Anlage eingebaut, die den Lauf des Bands durch den Ofen regelt. Dieses Relais wird erregt, wenn die Straße sich in dem "Lauf-" Zustand befindet, im Gegensatz zu einem "Stau"-Zustand. Wenn dieses Relais erregt wird, ist das Band zu Laufen mit normalen Produktionsgeschwindigkeiten unter der Bedienung der die Straße fahrenden Bedienungsperson vorgesehen, und der Ofen läuft in einem automatischem Folgeablauf. Wenn dieses Relais entregt ist, erfolgt ein Stillsetzen dee Ofens in einem automatischen Folgeablauf.

Sb ist eine konstruktionsbedingte Charakteristik eines Ofens, der Band erhitzt, daß es einen Punkt geringer Geschwindigkeit gibt, bei dem ein Betrieb unpraktisch ist. Bei einer solchen geringen Geschwindigkeit führt selbst eine geringste Wärmezufuhr zu einer Bandüberhitzung. Dieser Geschwindigkeitepunkt ändert sich mit der Dicke und mit der Breite des Bands, das verarbeitet wird. Ein Kontakt ist in das Regelsystem der Straße eingebaut, der automatisch bei Geschwindigkeiten geschlossen wird, die unter der Geschwindigkeit liegen, bei der das dünnste Bandmaterial verarbeitet werden kann. Bei solchen geringen Geschwindigkeiten wird der Ofen in einem automatischen Folgeablauf stillgesetzt, und die Straße wird automatisch angehalten, wenn der Bandtemperaturfühler 15 einen Überhitzungszustand mißt, während das Band den direkt befeuerten Abschnitt des Ofens verläßt.

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Bei der Beschreibung der automatischen Regelungen ist aus Gründen der Bequemlichkeit ein Zwei-Zonen-Ofen gewählt worden. Es versteht sich natürlich, daß die Erfindung auf Öfen anwendbar ist, die jede beliebige Anzahl von Zonen haben.

In I¹Xg. 2 ist ein vereinfachtes Verbrennungs- und Kühlungssystem gezeigt. Die dargestellten Ventile sind typischerweise mit Antrieben wie Zylindern oder mit Membranantrieben oder anderen Antrieben versehen, die zur Betätigung eines Ventils bei einer bestimmten festliegenden oder regelbaren Geschwindigkeit ausgelegt sind. Ein elektrisch betriebenes Hubmagnetventil wird typischerweise verwendet, um die Ventile arbeiten zu lassen. In diesem Bild sind die Ventile AJj und A2 hauptsächlich Temperaturegelventile mit Antrieben, die von dem Temperaturregelsystem gespeist werden. Es sind Mittel vorgesehen, um diese Ventile zu veranlassen, sich in eine bestimmte Position geringsten Durchflusses zu bewegen, indem ein elektrisches Signal abgenommen wird, unabhängig von dem Temperatursignal. Alle anderen Ventile A1, A3, A4» B1, B2, BJ und C1 sind so angeordnet, daß dann, wenn ein elektrisches Signal angelegt wird, die Ventile sich in geregelter Ueise öffnen, und wenn das Signal unterbrochen wird, schließen sich die Ventile mit geregelter KGeschwindigkeit.

Bei stehender Straße haben gemäß der Darstellung in Pig. 2 die Ofenregelventile zunächst die folgenden Positionen:

Ventil A1 - Abluft (öffnet bei Erregung) Offen

Ventil A2- Zone 1, Temperaturregelung (dieses Ventil re- geschlossen gelt bei Erregung und ist auf geringsten Brand bei entregung eingestellt)

Ventil A5 - Zone 2, Temperaturregelung (ähnlich Zone 1) geschlossen Ventil A3 - Stickstoffabschreckung (unten im Ofen Zone 1) geschlossen

(öffnet nur bei Stand der Straße für etwa drei Minuten) Ventil A4- Stickstichabschreckung (unten im Ofen Zone 2) geschlossen

(öffnet nur bei Stand der Straße für etwa drei Minuten) Ventil B1 - Zone 1, Brennerluftabsperrung geschlossen

Ventil B2- Zone 2 (Brennstoff) Gasabsperrung geschlossen

Ventil "V REG¹¹ - ein Regelventil, das ein richtiges Brennstoff-Luft-Verhältnis aufrechterhält.

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Ventil 33 - Zone 2 Stickstoff für Brennerkühlung geöffnet Ventil C1- Zone 2, Absperrventil für Brennstoff-Luft- geschlossen Gemisch

In Fig. 3 ist ein vereinfachtes elektrisches Folgedi agramTn für einen Ofen in einer Form gezeigt, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, wobei Ventile gemäß Fig. 2 vorgesehen sind. In diesem Diagramm befindet sich an der Leitung 19 ein Relais L.S.R (Line Stop Relay = Straßenhaltrelais). Dieses Relais wird hauptsächlich durch den Bandbewegungsmechanismus geschaltet, und es wird erregt, wenn sich das Band normal bewegt. Die Entregung dieses Relais bewirkt, daß des wandernde Band zum Stehen kommt.

Ein Relais F.S.R (Furnace Stop Relay = Ofenhaltrelais) ist in der Leitung 23 gezeigt, das im erregten Zustand bewirit, daß die Ofenhaltsequenz eingeleitet wird. Wenn das Relais F.S.R. entregt wird, wird die Ofenstartsequenz eingeleitet.

Das Ofenhaltrelais in der Leitung 23 hat mehrere Kontakte F.S.R., die sich in den folgenden Positionen befinden, wenn die Straße steht. (Dieses Relais wird bei stehendem Band erregt.)

Leitung 1, 5» 9 & 21 geschlossen (sie sehließen sich alle beim

Stehen der Straße).

Leitung 43» 4 & 22 geöffnet (diese öffnen sich alle beim Ste

hen der Straße).

Die OfenfolegezeitgeberSteuerungen befinden sich mit stehender Straß e in den folgenden Positionen:

S-1 (leitung 2), S-5 (Leitung 8), S-2 (Leitung 13),

S-8 (Leitung 22) geschlossen (sie schleißen sich alle beim

Stehen der Straße).

S-6 (Leitung 3), S-3 (Leitung 4), S-4 (Leitung 10), 0-7 (Leitung 21) geöffnet (sie öffnen sich alle mit dem

Stehen der Straße).

Wenn sich die Bandstraße in der "Lauf-Bedingung befindet, ist das Ofenhalterelais an der Leitung 23 in Fig. 3 entregt, und seine Kontakte keh-

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ren in der Position um. In diesem Fall beginnt die Ofenstartsequenz, weil der Zeitgebermotor M (Leitung 22) durch den Kontakt S-8 läuft, um die Startkontakte S-1 bis S-8 zu betätigen.

Me Ofenausschaltsequenz ist wie folgt (das Zeitspiel ist nur als Beispiel gewählt und ändert sich mit den Ofen- und otraßencharakteristiken), bezogen au. Fig. 3·

Kontakte

5 Sek.	S-1 an	Ltg.	2
	öffnet	sieh
10 Sek.	S-2 an	Ltg.	13
	öffnet	sich

Sek.

Sekunden

S-3 an Ltg. 4 schließt sich S-4 an Ltg. 10 schließt sich S-5 an Ltg. 8 öffnet sich S-6 an Ltg. 3 schließt sich S - 8 an Ltg. öffnet sich

Funktion

Sequenzzeitgebermotor Ii beginnt zu laufen, wenn Relais F.S.R. entregt ist und dessen Kontakt in der Leitung 22 schließt, Ventil A1 schließt sich.

Ventil B3 schließt sich und Ventil C1 wird erregt und öffnet sich. (Schalter b-3 des Ventils B3, Ltdg. 14 schließt) (Zone 2 brennt auf Minimum).

Ventil A5 öffnet sich. (Zone 2 geht auf temperaturregelung).

Ventile B1 und B2 öffnen sich. (Zone 1 brennt auf Minimum).

Zeitgeber TD 2 wird zurückgestellt. ·

Ventil A2 öffnet sich (Zone 1 geht auf Temperaturregelung).
Zeitgeber wird ausgeschaltet.

Beim Stillsetzen des Ofens kann die Straße nach Wunsch der Bedienungsperson der Straße angehalten werden, indem der StraSenstopp-Druckknopf an der Leitung 17 gedruckt wird. Wenn der iStraßenstopp-Druekknopf an der Leitung 17 gedruckt wird, wird sein Kontakt geschlossen und geschlossen gehalten, wobei es sich dabei um eine herkömmliche Art eines stehenden Kontakts handelt, der geschlossen bleibt, bis er von Hand geöffnet wird. Die Zeitverzögerungsrelais TD3F un der Leitung 16 und TD3S an der Leitung

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16A werden erregt und beginnen mit der Zeitnahme. Das Relais 6SG wird erregt, und sein Kontakt in der Leitung 6 schließt sich, um die StickstoffspuüTventile A3 und A4 in den Leitungen 6 und 7 zu erregen. Der Spülgangzeitgeber in der Leitung 5 wird ebenfalls erregt. Venn der Zeitgeber TD3P zeicschaltet (etawa 5 Sekunden), schließt sich sein Kontakt in der Leitung 24» und das Ofenhaltrelais J¹.ε.R. in der Leitung 23 wird erregt, um die Ofenhaltsequenz einzuleiten. Venn sich ein Zeitschalten des Zeitgebers TD3S ergibt (etwa 10 Sekunden), öffnet sich sein Kontakt in der Leitung 19» um das Straßenhaltrelais L.S.E, in der Leitung 19 zu entregen und damit die Bandbewegung zu stoppen.

Ofenhaltrelais - F.S.R. Kontakt Funktion

Leitung 1 schließt sich Ventil A1 öffnet sich Leitung 3 öffnet sich Zone 1 Temperaturregelventil A2 schlißt

sich allmählich in seine Position "Min.

Brand".
Leitung 4 öffnet sich Zone 2 Temperaturregelventil A5 schließt

sich allmählich in seine Position "Min.

Band".
Leitung 5 schließt sich Zeitgeber TD1 wird erregt; Ventile A3 und

A4 öffnen sich allmählich.

.Leitung 9 schließt sich Zeitgeber TD2 wird erregt. Leitung 21 schließt sich Sequenzzeitgeber M beginnt wieder.

Bei Straßenhalt stellt sich der Ofenstartsequenzmotor K wieder zurück, indem er zwei Minuten lang läuft und alle Startkontakte S-1 bis S-8 in ihre Ausgangspositionen zurcükbringt, wie vorstehend umrissen.

Der eZeitgeber TD1,der erregt worden ist, nachdem sich das Relais CR mit seinem Kontakt schließt, kann auf eine Zeit von etwa 3 Minuten eingestellt werden, und danach schließt er allmählich die Ventile A3 und A4» um «die Stickstoffabschreckung zu unterbinden.

Nach einer Verzögerung von etwa 3 bis 6 Sekunden beispielsweise, je nach der Geschwindigkeit, mait der sich die Temperaturregelventile in ihre

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Minimumpositionen bewegen, hat sich das Ventil A1, das die Luftableitung zum Schacht 6 regelt, voll geöffnet, und der Ofendruckregeldämpfer 21 wandert unter dem Einfluß des Ofendruckreglers in seine neue Position, um einen Überdruck aufrechtzuerhalten. Das Zeitverzögerungsrelais TD2 unterbricht die Zuleitung von Luft und Gas zur Zone 1, und zwar ganz, mit einer allmählichen Bewegung der Ventile B1 und B2, um allmählich auch das Stickstoffventil B3 zu öffnen. Wenn dieses Ventil B5 ganz geöffnet ist, öffnet sich' ein Endlagenschalter, um zu bewirken, daß das Brenngemisch-Zuleitungsventil 01 geschlossen wird. Die Einleitung von Stickstoff in die Brennerdüsen der Zone 2 dient zum Aufrechterhalten eines Brennerdrucks zum Verhindern eines Flammrückschlags und um zu verhindern, daß sich die Brennerspitzen überhitzen.

Straßenhalt durch Temperaturregelung

Wenn die Straße mit Produktionsgeschvdndigkeiten läuft, kann das Band durch Ofendefekte oder durch irgendwelche physikalischen Eigenschaften des Bands überhitzt werden. Venn ein Überhitzen bei diesen Geschwindigkeiten auftritt, schließt sich ein Kontakt (Leitung 15) in dem Temperaturregler, und dadurch werden die Zeitgeber TD4F in cLer jeitua_e, 17 und TD4S in der Leitung 17a eingeschaltet, ferner auch der in Leitung 18 gezeigte Alarm. Die Bedienungsperson der Straße wird nun gewarnt und muß versuchen, den Zustand zu korrigieren. Wenn die Temperatur nicht innerhalb einer Minute korrigiert wird, schließt sich der Zeitgeberkontakt TD4F an der Leitung 25, um das Ofenhaltrelais F.S.E, in der Leitung 25 zu erregen und ein Stillsetzen des Ofens einzuleiten. Fünf Sekunden später öffnet sich der Kontakt TD4S in der Leitung 19» um eine Bandbewegung zu beenden.

Wenn die Straße langsamer gefahren wird, ohne daß die Bedienungsperson den Stoppknopf drückt, erfolgt beim Schließen des Kontakts MSC für die geringste Verfahrensgeschwindigkeit (siehe Leitung 15 in Fig. 3) eine Überhitzung des Bands bei irgendeiner niedrigen Geschwindigkeit. In diesem Falle werden der Zeitgeber TD3F in der Leitung 16, der Zeitgeber TD3S in der Leitung I6a und ein Relais HC in der Leitung 15 erregt. Der Relaiskontakt (Leitung 6) des Relais RC schließt sich, um die Ventile A3

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und A4 zu erregen, um damit eine Stickstoffspülung in den Ofen einzulassen, wobei A3 unten in der Zone 1 nnd A4 unten in der Zone 1 sitzt. Das Zeitverzögerungsrelais RD3F ist zur Verzögerung um beispielsweise 5 Sekunden eingestellt und schließt damit den Ofen, indem das Eelais P.S.H in der Leitung 23 erregt wird. Ferner öffnet sich der Kontaktdes Relais RD3S für Sekunden später, um das Eelais L.S.R in der Leitung 19 zu entregen und die Bandbewegung zu beenden." Die Zeit des Stillsetzens des Ofens nach dem Drücken des Stoppknopfs und die weitere Zeitverzögerung für den Bandlauf werden dadurch eingestellt, daß einfach die Einstellungen der Zeitverzögerungsrelais TDJF, TD3S, TD43F und TD4S eingestellt werden.

Es versteht sich, daß die Ventile, die zur Regelung der Durchflußraten an Brennstoff und Luft in die Bimner und an Schutzgas in die Zonen der Ofenkammer/sorgfältig gebaut sind, damit sie sich /verwendet werden, nicht augenblicklich öffnen oder schließen. Im Gegenteil, es sind Einrichtungen absichtlich in die Ventile eingebaut, um die Geschwindigkeit zu begrenzen, mit der sie sich öffnen oder schließen können. Bei einem herkömmlichen luftbetriebenen Membranventil beispielsweise ist die Betätigungsgeschwindigkeit des Ventils dadurch begrenzbar, daß eine Blende bestimmter Größe in die Luftleitung eingebaut wird, die zur Membrankammer führt.

Wenn demnach hier auf die vorstehend genannten Regelventile bezug genommen wird, die sich öffnen oder schließen, versteht es sich, daß das langsam und allmählich in einer Zeit von 2 bis 5 Sekunden oder mehr oder weniger vonstattengeht. Diese allmähliche Einstellung eines Ventils von einer geschlossenen in eine geöffnete Position sorgt für eine Durdflußrate, die sich allmählich vergrößert oder verringert, und zwar in einem bestimmten Zeitraum.

Wenn beispielsweise der Ofen steillgesetzt wird, und zwar als Folge einer Überhitzung des Bands, wandern die Ventile A2 und A5» die den Breätnnstoff und die Luft zu den Brennern regeln, allmählich auf ihre Positionen ^lfMin. ÄBand", was zu einer allmählichen Verringerung der Zufuhrrate für eine erhebliche Zeit (beispielsweise 2 bis 5 Sekunden) führt. Entsprechend

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öffnen sich die Yentile A3 und A4» die die Zuleitung von Kühlgas (beispielsweise Up oder HNX) allmählich und langsam, um allmählich die Zufuhrrate des Gases in einem erheblichen Zeitraum (beispielsweise 2 bis 5 Sekunden) zu erhöhen.

Bei einem Stillstand geht das Einleiten von Kühlgas und d=is Absperren
des Brennerbrennstoffs und der Luft nicht gleichzeitig vonstatten. Die Zufuhrrate an Brennstoff und Luft wird allmählich auf eine bestimmte
niedrige Rate gesenkt. Die Zufuhrrate für das Schutzgas erhöht sich allmählich, bis sie ein Maximum erreicht. Ein Stetiger Fluß aller Substanzen folgt. Dann werden später die Brennstoff- und die Luftzufuhr abgesperrt.

Gegebenenfalls kann das Schutzgas zu verschiedenen Zeiten vor der Betätigung der Brennstoff- oder Luftventile eingeleitet werden. Ferner können die Bewegungsgeschwindigkeiten der Regelventile geändert werden, vorausgesetzt, daß der Druck in der Ofenkammer über atmosphärischem Druck gehalten wird. Andere Änderungen in der speziellen Form, in der Anordnung und im Folgeablauf der in Fig. 2 und 3 gezeigten elektrischen und regelnden Elemente können vorgenommen werden, und äqui'vä.ente Elemente können im Austausch verwendet werden, !Teile können umgekehrt werden und bestimmte Merkmale können unabhängig von anderen verwendet werden.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zur Verhinderung einer Oxidation einess Metallbands bei der Stillsetzung einer Ofenkammer mit mehreren Brennern, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzufuhr zu den Brennern von der normalen Zufuhrrate auf eine geringe Zufuhrrate gesenkt wird, die wesentlich geringer als die normale Rate ist, jedoch wesentlich über Null liegt, die geringe Brennstoffzufuhrrate im wesentlichen eine Zeitlang konstant gehalten wird, in die Kammer ein Schutzgas eingeleitet wird, das gegen das Metallband nicht oxidierend ist und sowohl die Zufuhr des Schutzgases aufrechterhalten und einhergehend damit der Brennstoff auf der geringen Brennstoffzufuhrrate gehalten wird, beides für eine bestimmte Zeitdauer, und danach die Brennstoffzufuhr unterbro chen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Überdruck in der Kammer während der gesamten Stillstandszeit aufrechterhalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Verfahrensschritte automatisch in Erwiderung auf die Messung der Bandtemperatur betätigt werden, wobei die Betätigungstemperatur über einer Solltemperatur liegt.

4· Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandtemperatur an einer SteLle in der Nähe des Austritts des Bands aud der Ofenkammer gemessen wird.

5« Verfahren nach Anspruch 3 oder 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenkammer direkt befeuert wird und daß die Bandtemperatur gemessen wird, nachdem das Band aus dem direkt befeuerten Teil der Ofenkammer ausgetreten ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, da3 vor der Verringerung der Brennstoffzufuhr das Schutzgas eingeleitet wird.

7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Zeitverzögerung nach Abschluß irgendeines der Schtitte ge-

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sorgt wird, dem eine Bewegungsunterbrechung des Bands folgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer einen Durchgang für Abgase enthält, der eine Öffnung hat, welche mit einem regelbaren Verschluß versehen ist, wobei die Öffnung während des Einleitens des Schutzgases in die Kammer geschlossen wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer aufeinanderfolgende Zonen übereinander aufweist und daß das Schutzgas getrennt in jede der Zonen eingeleitet wird.

10. Verfahren nach einem der Anspüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß das schutzgas in die Kammer mit einer aallmählich größer werdenden Rate während einer bestimmten Zeitdauer eingeleitet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10_p dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenkammer einen Auslaß hat, der mit einer Bandbehandlungskammer ■ in Verbindung steht, welche ein Schutzgas enthält und Öffnungen zur Atmosphäre aufweist, wobei der Druck in der Ofenkammer höher als der Gasdruck in der Bandbehandlungskammer ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Ofenstillsetzfolge Luft in einen Rauchschacht der Ofenkammer eingeleitet wird.

15· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Luft in einen ausgesuchten Bereich der Ofenkammer eingeleitet wird, derart, daß für ein fortgesetztes Kühlen gesorgt wird.

14· Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Metallband, mit einem Ofen mit einer Kammer, die mehrere Brenner enthält und deren Brennstoffzufuhr ventilgeregelt ist, und mit Mitteln zum iMihren des Metallbands durch den Ofen, gekennzeichnet durch Mittel zum Einleiten eines Schutzgases in die Ofenkammer (4)» eine automatische Sequenzregelung mit einer Dreheinrichtung zur Betätigung des Brennstoffaufuhr-Regelventils zur Verringerung der Rate der Brennstoffzufuhr zu den Brennern, eine Zeitverzögerungseinrichtung und Mittel zum Zuleiten des Schutzgases zu der Ofenkammer (4)

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nach einer bestimmten Zeitverzögerung in Erwiderung auf die Zeitverz ögerungseinrichtung.

15· Vorrichtung nach Anspruch I4» gekennzeichnet durch Mittel zum Aufrechterhalten eines Überdrucks in der Kammer (4) bei Verringerung der Brennstoffzufuhrrrate.

16. Vorrichtung nach Anspruch I4 oder 15» gekennzeichnet durch eine Temperaturmeßeinrichtung (15) im Bereich des Bandaustritts aus der Kammer (4)f wobei die Temperaturmeßeinrichtung (15) zur Betätigung des Regelventils zum Einleiten der Verringerung der Brennstoffzufuhrrrate geeicht ist.

17· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, gekennzeichnet durch einen Abzug (6) an der Kammer für Abgase mit einem relgelbaren Abgasdämpfer (21), Mittel zur Signalisierung eines Ofenstillstands und Regelmittel (22) zum Schließen des Abgasdämpfers (21) in Erwiderung auf ein Ofenstillstandssignal.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I4 bis I7» dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (4) aufeinanderfolgende Zonen übereinander aufweist und getrnnte Mittel zum Einleiten von Schutzgas in jede der Zonen vorgesehen sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I4 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenkammer (4) einen Auslaß hat, der mit einer Bandbehandlungskammer (9) steht, welche eines Schutzgas enthält und Öffnungen zur Amtosphäre aufweist,/daß die Mittel zum Einleiten des Schutzgases eine ausreichende Leistungsfähigkeit nach Betätigung der Zeitverzögerungseinrichtung haben, derart, daß ein Druck in der Ofenkammer (4) aufrechterhalten wird, der höher als der Gasdruck in der Bandbehandlungskammer (9) ist.

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